部编物理八年级上册期末复习专项提升之光学作图(解析版)含答案

期末复习专项提升—光学作图
——划重点初二期中期末之复习
考向01 光的反射折射
【针对练习1】竖起的墙面上有一块面镜MN，小女孩站在平面镜前，她的脚前有一枚硬币（如图中点A所示）请你利用平面镜成像的特点画出小女孩右眼看到硬币的像的光路图。

【答案】
【详解】硬币反射的光线经平面镜反射后，进入了人眼。

先作出点A关于平面镜的对称点A′，然后连接A′和小女孩的眼睛，与平面镜交点为O点。

连接AO即为入射光线，并标出光的传播方向，如下图所示
【针对练习2】如图所示，是小明同学站在窗户前向外看的场景，人眼在S点的位置，请通过光路
作图，画出人眼看到窗户外面的范围。

【答案】
【详解】看到的范围大小，可以由光在同种均匀介质中延直线传播确定范围，如图所示
【针对练习3】“井底之蛙”常用来形容“目光短浅”。

如图所示，画出青蛙A看到井外视野的大致范围（范围用斜线表面）。

【答案】
【详解】因为光在同种均匀介质中是沿直线传播的，青蛙看到井外的视野范围如图所示
【针对练习4】如图是司机在倒车时通过后视镜看到左后方的障碍物A，P点是司机的眼睛。

请你画出司机看到A点的光路图。

【答案】
【详解】根据平面镜成像特点，物体和像关于平面镜对称，先延长平面镜，然后做A点关于平面镜的对称点A′，然后连接A′P，与平面镜的延长线交于一点O，O即为入射点，连接AO即为入射光线，再连接OP即为反射光线，如图所示：
【针对练习5】如图所示，在路灯的照射下，地面上出现了竹竿的影子为BD，A点表示路灯的位置，请根据光的直线传播知识画出竖立在地面上的竹竿B C。

（保留作图痕迹）
【答案】
【详解】由于光是沿直线传播的，当光照射到竹竿BC上时，光线被遮挡，在竹竿的右边光照射不到的地方形成影子BD；如图所示，连接AD，从B点垂直地面向上画直线交AD于C，可得竹竿BC，如图所示：
【针对练习6】根据“平面镜成像特点”，分别画出图中的像点和光源，并完成光路图。

【答案】
【详解】先将两条反射光线反向延长交于一点S′，再通过平面镜作出S′的对称点S，即为发光点的位置，并连接S与两个反射点画出入射光线，如图所示：
【针对练习7】如图所示，太阳下站着小芳、小刚两人，请根据小芳的影长（粗实线为影子），用粗实线画出小刚落在地面上的影子。

（太阳光可视为平行光）
【答案】
【详解】过小芳的顶端与她影子的顶端，作出刚好经过小芳顶端的太阳光线，再过小刚顶端作出这束太阳光的平行光线，平行光线与地面的交点是小刚影子的顶端，故交点与小刚底端的连线为小刚落在地面上的影子，如图所示：
【针对练习8】请在图中画出物体AB在平面镜中的像A'B'，并画出一条眼睛能看到物体B点的像B′的光路图。

【答案】
【详解】分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′，用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像；
首先连接人的眼睛与B′，连线与镜面的交点O为反射点，据此作出入射光线，如图所示：
平面镜成像的特点是：像与物关于平面镜对称，可以先作出物体AB上特殊的点(两端点)A、B的像点A′、B′，连接A′、B′即为物体AB在平面镜中所成的像；人眼能看到的B′是因为B发出的光经过平面镜反射后进入人的眼睛。

【针对练习9】将一平面镜斜放在水槽中，有一束光线垂直射入水面，如图所示，请画出这束光线
进入水中的折射光线和入射到平面镜后的反射光线。

【答案】
【详解】光垂直射到空气和水的交界面时，光垂直进入水中，方向不发生改变；当光射到平面镜时，会发生反射，根据反射定律，先过与镜面的交点做垂直镜面的法线，然后在法线的另一侧做出反射光线，注意反射角等于入射角，如下图所示：
【针对练习10】如图所示，一条光线通过半圆形玻璃砖的圆心，请画出其折射光线。

【答案】
【详解】先做出法线，光线由空气斜射入玻璃，折射光线靠近法线，折射角小于入射角，据此作出第一条折射光线，当经过第二个折射面时，正好与该入射点处的切线垂直，因此第二次折射光线的传播方向不变，如下图所示：
【针对练习11】小明将装有硬币A的空杯放在弟弟面前，弟弟的眼睛在P点看不到硬币，如图甲。

小明向杯中缓缓注满水，弟弟眼睛在P点看到了硬币在B点，如图乙。

请你在图乙中画出弟弟看到硬币的入射光线、折射光线，并标出折射角r（保留作图痕迹）。

【答案】
【详解】人眼看到的池底A点像的位置，连接人眼与B，与水面的交点O为入射点，连接AO为入射光线，O到人眼为折射光线，过O点画出法线，折射光线与法线的夹角为折射角，如图所示：
【针对练习12】人通过窗口能看到的范围是有限的，请在图中作图表示人眼所看到的窗外范围；
【答案】
【详解】光在同种均匀介质中是沿直线传播的，分别将眼睛和窗口的边缘连线，即为能射到人眼的最边缘的两条光线，画好方向，如图所示：
【针对练习13】请利用平面镜成像的特点，在图中作出物体AB在平面镜中的像A′B′。

【答案】
【详解】根据平面镜成像特点可知，平面镜成的是虚像，像与物到镜面的距离相等，像与物的连线与镜面垂直。

所以分别过A、B向平面镜做垂线，并延长到镜后找到像点A′、B′，使A′、B′到镜面的距离等于A、B到镜面的距离，然后用虚线连接A′、B′，就得到虚像A′B′，如图所示：
【针对练习14】一束光由空气射向玻璃表面，请在图中画出法线和玻璃中的折射光线。

【答案】
【详解】过入射点作与两种介质的界面垂直的虚线即为法线，光从空气斜射入玻璃时要发生折射，折射光线靠近法线，折射角小于入射角，故作图如下：
【针对练习15】潭清疑水浅，荷动知鱼散。

小明在河边看到池底的鱼很浅而实际却很深，请在图中画出眼睛在B处看到河底A处鱼的像在C处的光路图。

【答案】
【详解】当折射光线射入人眼时，人凭光沿直线传播的感觉，人看到的是鱼的虚像；由题可知，像处；先连接BC，与水面交于
为折射光线，如图所示
【针对练习16】如下图所示，
并标出反射角的大小。

【答案】
【详解】由题意知，反射光线要竖直射入井中，过入射点竖直向下做出反射光线；然后作反射光线和入射光线夹角的角平分线即为法线，过入射点作法线的垂线就是平面镜的位置。

反射光线和入射光线的夹角
30°+90°=120°
=60°
如图所示：
【针对练习17】如图所示，在平面镜前有一光源S，请根据平面镜成像的特点，画出它在平面镜后的像S＇。

【答案】
【详解】平面镜成的像与物关于平面镜对称，所以作发光点S关于平面镜的对称点S′，S′即为S在平面镜中的像。

如下图所示：
【针对练习18】请在图中画出该入射光线的反射光线并标出反射角的度数。

【答案】
【详解】在光的反射现象中，反射光线与入射光线、法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角，图中，入射光线与镜面夹角为40°，所以入射角为
90°-40°=50°
则反射角也为50°，据此在法线右侧作出反射光线，并标上箭头，如下图所示：
考向02 透镜作图
【针对练习19】如图是经过平面镜反射后射向凸透镜的一束光线，请在图中补全经凸透镜折射的光线与射向平面镜的入射光线。

【答案】
【详解】过平面镜的反射点垂直镜面作出法线，因为反射光线与镜面的夹角为30°，则反射角为90°﹣30°＝60°
因为反射角等于入射角，所以入射角也为60°。

入射光线与反射光线分居法线两侧，所以在法线左
侧作出入射光线。

过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴，据此作出折射光线，如图所示：
【针对练习20】光线BF从凸透镜射出后射到位于凸透镜焦点的镜面上，请画出进入凸透镜前的入射光线和经平面镜反射后的反射光线。

【答案】
【详解】光线BF从凸透镜射出后射到位于凸透镜焦点的镜面上，则BF的入射光线平行于主光轴，又BF在镜面上发生反射，反射光线经凸透镜折射后又平行于主光轴，如图所示：
【针对练习21】一个凸透镜和一个凹透镜按图中的方式摆放，一个点光源S发出的两条光线分别射向两个透镜，请画出这两条光线经过透镜后的折射光线。

【答案】
【详解】由S发出的光线，其延长线过凹透镜另一侧焦点，经凹透镜折射后将平行于主光轴；由S 发出的光线，平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜折射后过凸透镜另一侧的焦点，如图所示：
【针对练习22】请在图中面出经平面镜反射光线和通过凸透镜后的折射光线
【答案】
【详解】过入射点垂直于镜面做出法线，图中平面镜与入射光线的夹角为45∘，所以反射角等于入射角等于
90∘−45∘=45∘
由此作出反射光线；反射光线平行于主光轴，经凸透镜折射后将过另一侧的焦点，据此作出折射光线，如图所示：
【针对练习23】如图所示，OO′是凸透镜的主光轴，A′B′是蜡烛AB通过凸透镜成的像，试在图中画
出入射光线经过凸透镜后的折射光线，并用作图的方法找出左侧焦点的位置。

【答案】
【详解】从A点发出的光线经凸透镜折射后要过像点，连接CA′，可得入射光线经凸透镜后的折射光线。

由于从A点发出的、过焦点的光线经过凸透镜折射后平行于主光轴射出，过像点A′画出平行于凸透镜主光轴的折射光线DA′，与凸透镜交于D；连接AD，交主光轴于F点，则点F就是凸透镜的左焦点，如图所示：
【针对练习24】如图所示，在某展厅内有一块水晶凸透镜，一束激光照射到凸透镜上，经凸透镜折射、大理石墙面反射后，在地面上的P点形成一个光斑。

请你画出这个传播过程的光路图。

（保留作图痕迹）
【答案】
【详解】把A点看作发光点，先通过墙面作出发光点A的对称点A′，连接A′P交墙面于点O，AO为
入射光线，OP为反射光线，如图
【针对练习25】如图所示，由点光源S发出的两条光线射向凹透镜，画出两条光线经过凹透镜的出射光线。

图中O为光心，F为焦点。

【答案】
【详解】根据透镜的特殊光线知识可知，过凹透镜光心的光线传播方向不变，平行于主光轴穿过凹透镜的光线的出射光线的反向延长线要过左侧的虚焦点，据此作图如下
【针对练习26】如图所示，S'是点光源S在平面镜中所成的像，S发出的一条光线经平面镜反射后恰好射向凹透镜右侧虚焦点F。

要求：
（1）画出点光源S；
（2）补充入射光线；
（3）画出反射光线经过凹透镜的折射光线。

【答案】
【详解】平面镜成像时，像与物体关于镜面是对称的，据此作出发光点S；由图可知，像与反射光线的连线与镜面的交点为反射点，连接S和反射点，该光线为入射光线；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，如图所示：
【针对练习27】如图所示，F是凸透镜的焦点，请在图中画出物体AB在凸透镜中所成像的光路图。

【答案】
【详解】对凸透镜来说，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，通过光心的光线传播方向不变；连接A与凸透镜的光心O并延长；过A点画出平行于主光轴的入射光线交凸透镜于一点，连接该点和凸透镜右侧的焦点F并延长，两条折射光线交于A′点（即为A点的像点），过A′点作主光轴的垂线，交主光轴于B′，A′B′即为物体AB所成的像。

如图所示
【针对练习28】如图所示，请将光路图补充完整。

【答案】
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过凸透镜光心的光线传播方向不改变；由于物体在二倍焦距处，经凸透镜成的像在另一侧的二倍焦距处，成的是倒立、等大的实像，所以经过二倍焦距处的光线，经凸透镜折射后折射光线经另一侧的二倍焦距处，如下图所示：
【针对练习29】A、B两透镜的焦距相同，凹透镜B刚好放在凸透镜A的焦点位置，请在图中将入射光线经两透镜折射后的光路补充完整。

【答案】
【详解】A、B两透镜的焦距相同，凹透镜B刚好放在凸透镜A的焦点位置，凹透镜B的焦点在凸透镜A的2倍焦点位置，物距等于2倍焦距，像距等于2倍焦距，成倒立等大的实像，从凸透镜2倍焦点位置发出的光线，经过凸透镜折射后过2倍焦点处，此时折射光线延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，如图所示：
【针对练习30】老师为做平面镜成像实验的小明拍摄如甲图所示的照片。

小明为分析照相机的成像原理，绘制了如图乙所示的光路图，其中S点代表平面镜AB前蜡烛，MN代表照相机中成像时底片（相当于光屏）的位置。

请你画出S在平面镜中成的像S'及S'经过照相机镜头在底片成清晰像的光路图。

【答案】
【详解】作发光点S关于平面镜对称点S'即为S在平面镜中的像；连接S'F，过焦点光线经凸透镜折射后平行于主光轴，连接S'O，通过光心的光线传播方向不变，两条折射光线的交点即为S'经过照相机镜头成像的光路图，如图所示：
【针对练习31】完成图中的光路图。

【答案】
【详解】由图示知，平行于主光轴入射的光线，经凸透镜后，会聚于焦点，经凹透镜后，折射光线的反向延长线过焦点；从焦点入射的光线，经凸透镜后，平行于主光轴；对着异侧焦点入射的光线，经凹透镜后，平行于主光轴；经光心的光线，经两种透镜后，传播方向都不改变。

作图如下：
【针对练习32】如图所示凸透镜和凹透镜焦距相同，凹透镜正好放置在凸透镜右侧焦点的位置，请完成图中从凸透镜二倍焦距点P射出的光线经凸透镜及凹透镜折射后的光线。

【答案】
【详解】因凸透镜和凹透镜的焦距相同，凹透镜正好放置在凸透镜右侧焦点的位置，所以右侧P处是凸透镜的二倍焦距处；结合凸透镜成像规律可知，过二倍焦距处的入射光线，其折射光线通过凸透镜另一侧的二倍焦距处；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴，据此完成光路图，如图所示：
【针对练习33】如图所示，凸透镜斜放，其主光轴与水平成45°角，F是凸透镜的焦点。

一条入射光线，经过凸透镜折射后，入射到水平放置的平面镜上被反射。

请画出：
（1）光线a经凸透镜的入射光线；
（2）光线a经平面镜反射的反射光线。

【答案】
【详解】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，由此可以画出这条折射光线对应的入射光线；过入射点垂直于镜面作出法线，根据反射角等于入射角，在法线的另一侧作出反射光线；入射角为
90°-45°=45°
反射角等于入射角，大小也是45°，如下图所示：
【针对练习34】如图所示，光线b是水池底部一光源S发出的光线a经水面折射后的折射光线，并射向凹透镜的焦点F。

请画出：
（1）入射光线a；
（2）光线b经凹透镜的折射光线。

【答案】
【详解】（1）（2）光线由水中射入空气中时，根据光的折射规律可知，入射角小于空气中的折射角，由此可大致确定光源S和入射光线a的位置；对着异侧虚焦点入射的光线b经凹透镜折射后平行于
主光轴，如图所示：
【针对练习35】光线PO是通过凹透镜折射后射向三棱镜侧面AC的一条光线如图所示。

请画出：（1）光线PO通过凹透镜前的入射光线；
（2）在AC面的反射光线及进入三棱镜的折射光线。

【答案】
【详解】（1）指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后折射光线PO平行于主光轴，据此画出入
射光线；
（2）PO入射到三棱镜上，入射点为O，过入射点O垂直界面作出法线，根据反射角等于入射角在空气中法线的另一侧作出反射光线；根据折射角小于入射角，在玻璃中法线的另一侧作出折射光线，如图所示：
【针对练习36】如图所示，请根据凸透镜成像的规律画出蜡烛上S点的像S'。

（保留作图痕迹）
【答案】
【详解】解析由图可知，蜡烛在一倍焦距与二倍焦距之间，成的像是倒立、放大的实像，像与蜡烛在凸透镜异侧，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。

两条折射光线的交点即为发光点S的像点S'，如答案图所示。

答案如图所示。